钙钛矿晶体作为核辐射探测器获得新的工作

钙钛矿晶体因其将光子转化为电能的令人印象深刻的能力而迅速在太阳能领域赢得了声誉。但是科学家们现在已经调整了这个过程以获取中子，从而成为一种有效的放射性物质泄漏检测器。

钙钛矿是一类具有晶体结构的矿物，这使得它们在与光子相互作用时非常有效。最显着的应用是钙钛矿太阳能电池，它的效率在十多年的时间里出现了爆炸式增长，单独达到 25.5% 或与硅配对时达到29.15%。

但它们的用途可能不仅限于光发电。同样的机制可以用作光传感器——如果设备发出震动，那么光就会从某个地方进来。现在，一组研究人员已将这一过程从光子应用到一种新型亚原子粒子，即中子。自由中子通过核反应释放，因此基于钙钛矿的设备可用于检测核电站的泄漏或储存或运输不当的放射性材料。

本研究中使用的特定钙钛矿是一种称为三溴化甲基铵铅的化合物。这种材料的晶体暴露在中子源下，确实产生了足够的微小电流。中子穿透晶体原子的原子核，将它们激发到更高的能量状态。这会迅速衰减为伽马射线，伽马射线为钙钛矿充电并产生可测量的电流。

问题是，这个电流太小，没有多大实际用途。因此，该团队通过添加一层薄薄的钆金属来增强它，它比单独的钙钛矿达到更高的能量状态，从而产生更多的伽马光子并产生更强大的电流。然后可以通过碳电极将其传输到电压表或电流表中。

在探测器的最终版本中，研究人员在钆箔周围生长钙钛矿晶体，使后者完全被前者吞没。这进一步增强了信号，甚至可以测量中子流的方向和大小。所使用的材料还具有其他优势。

“它很简单，很便宜，而且具有成本效益，”该研究的作者 László Forró 说。“这是原理证明，它有效。现在我们可以考虑配置一个非常高效的探测器。”

该研究发表在《科学报告》杂志上。

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